A figura ilustra de maneira simplificada o fenômeno da dispersão da luz branca ao incidir sobre um prisma de vidro a partir do ar, mostrando apenas raios refratados correspondentes a três cores diferentes. Um fenômeno análogo é responsável pelo aparecimento do arco-íris após uma chuva.
Na base do fenômeno da dispersão está a refração de raios luminosos quando incidem sobre uma interface que separa dois meios físicos distintos. A descrição matemática da refração é feita pela lei de Snell, conforme apresentada a seguir:
𝑛𝑖, λsenθ𝑖 = n𝑟, λsen θr
em que:
• 𝑛𝑖, λ é o índice de refração da luz de comprimento de onda λ no meio incidente,
• θ𝑖 é o ângulo que o raio incidente faz com a reta normal à interface,
• n𝑟,λ é o índice de refração da mesma luz no meio refratado e
• θ𝑟 é o ângulo que o raio refratado faz com a reta normal à interface.
O índice de refração do ar pode ser tomado como igual a 1 para qualquer comprimento de onda.
Com base nessas informações, a relação correta entre os índices de refração dos raios das cores (𝑛1), (𝑛2) e (𝑛3) no vidro é dada por:
